昆明植物所完成六种木本竹子叶绿体基因组全序列测定

竹亚科(Bambusoideae)隶属于禾本科(Poaceae)，全天下共漫衍有一千余种。木本竹子因种类数目多，形态性状庞大多变及多年生一次性着花等缘故原由而成为系统发育学研究难点。随着新一代测序技术的兴起，系统发育基因组学为解决这类困难类群的系统发育关系带来了曙光。

中国科学院昆明植物研究所李德铢研究组对木本竹子的研究有较好的研究基础。该研究组选取1种热带竹子和5种温带竹子，利用新一代测序技术Illumina测定了这些种的叶绿体基因组全序列。通过与已知的2种竹子叶绿体基因组序列比对发现竹亚科植物的叶绿体基因组非常守旧，具有良好的共线性和较低的分子进化速度，并证实了通过改良高盐低pH法直接星散叶绿体DNA并测序这一方式的可行性。

基于24种禾本科植物叶绿体基因全序列，该研究组还构建了禾本科的系统发育树。在BEP分支中，竹亚科和早熟禾亚科(Pooideae)的姐妹群关系得到了强烈的支持，首次从系统发育基因组学的角度证实了最近的分子系统学研究效果，在竹亚科分支中热带分支和温带分支也划分为两个很好的单系。此外，与以前的研究效果相比，温带分支内部的系统学关系也得到了较好的解决。为探讨序列数据量的大小对系统关系的影响，研究组划分利用了四组数据划分构建系统树，分解解释，基于叶绿体基因组全序列的系统发育分解效果较为理想。对基因中插入或缺失的研究，发现45个插入或缺失中有25个可能为共近裔性状，20个可能为平行演化或回复突变的效果，且不同性子的插入或缺失在各个基因中的漫衍并不均匀，对其在系统发育学研究中的应用提供了参考。现在，采取叶绿系一切发育基因组学手段对温带竹子举行系统发育重修是比较行之有用的方式，这对于其它困难类群的系统学研究也有一定的启示意义。

研究论文“High-throughput sequencing of six bamboo chloroplast genomes: phylogenetic implications for temperate woody bamboos(Poaceae: Bambusoideae)”，在李德铢研究员的指导下，由张韵洁和马朋飞完成，并于2021年5月31日揭晓于PLoS ONE上。

该项目得到了中国科学院知识创新工程(KSCX-YW-N-029)、国家自然科学基金项目(30990244)和云南省创新团队的支持。